蒋少华、段改改等通过纤维素酶诱导合成三维自支撑木质基厚碳电极

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近日，我院博士研究生王峰以第一作者身份在材料领域国际顶级学术期刊《Advanced Functional Materials》（译名《先进功能材料》，影响因子16.83）上发表了题为“Pyrolysis of Enzymolysis-Treated Wood: Hierarchically Assembled Porous Carbon Electrode for Advanced Energy Storage Devices”的研究性文章（DOI:10.1002/adfm.202101077）。我院蒋少华教授、段改改副教授和韩国先进技术研究院(KAIST) Il-Doo Kim教授为通讯作者，南京林业大学为成果完成第一单位。该成果得到了国家自然科学基金，江苏省自然科学基金，以及南京林业大学标志性成果培育项目等资助。
       超级电容器是一种储能装置，其特点是充放电周期快，循环寿命长，功率密度高，适合各种大功率应用。然而，由于其低能量密度和高成本限制了其大规模的商业应用，开发一种低成本的厚电极系统变得尤为必要。因此，以一种简单、绿色的方式从厚碳电极设计具有高面积/体积能量密度的储能装置仍具有很大的吸引力，但仍然存在挑战。纤维素是一种来源丰富、成本低廉的厚碳电极前驱体，通常采用化学活化剂和热解途径活化，以获得较高的电化学性能。但还存在活化条件恶劣，多孔结构易坍塌，成本较高等有待解决的问题。

图1. 基于酶解诱导的木材分级多孔结构碳厚电极制备对称的超级电容器

         本工作旨在通过纤维素酶诱导合成三维自支撑木质基厚碳电极，通过温和、简单和绿色的酶解处理，用于高面积/体积能量密度的超级电容器。得益于酶解诱导的木材具有高比表面积(1418 m2 g-1)、优异的分级多孔结构，以及丰富的活性位点，经酶解诱导的厚碳电极组装成的对称超级电容器在20 mA cm-2条件下经过15 000次长期循环后，仍可维持86.58%的电容保持率且能实现0.21 mWh cm-2/0.99 mWh cm-3的高面/体积能量密度。值得注意的是，这种设计高比表面积材料的简单、通用策略，可为木质基材料的多功能应用提供新的研究思路与参考。
      王峰为我校2018级材料科学与工程学院博士生，主要从事木质基碳电极在电化学储能的应用研究，近年来先后在Advanced Functional Materials (DOI:10.1002/adfm.
202101077), Chemical Engineering Journal（doi.org/10.1016/j.cej.2021.128767），Applied Energy (doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.116734),Chinese Chemical Letters (doi.org/10.1016/j.cclet.2020.02.020，doi.org/10.1016/j.cclet.2021.03.073)等高水平杂志上发表多项研究性工作。
       近年来，王峰所在团队在生物质碳源用于能源存储方面取得了多项成果，相关工作分别发表在《Energy & Environmental Science》《Advanced Functional Materials》《Chemical Engineering Journal》《Applied Energy》《Journal of Colloid and Interface Science》《Chinese Chemical Letters》《Diamond and Related Materials》等杂志上，受到了国内外专家学者的广泛关注。

       文章来源：南京林业大学
       蒋少华，男，1983年8月13日，江西新干，博士，南京林业大学材料科学与工程学院教授。先后在德国马尔堡大学和拜罗伊特大学高分子化学系学习，并以“magna cum laude”成绩获得拜罗伊特大学自然科学博士学位。博士毕业后先后在德国拜罗伊特新材料有限责任公司（Neue Materialien Bayreuth GmbH）和科学技术转让公司（TransMIT GmbH）从事材料研发工作。2017年底加盟南京林业大学材料科学与工程学院。获得国家自然科学基金青年项目1项，江苏省自然科学基金青年项目1项，南京市人社局留学人员科技创新项目1项，南京林业大学标志性成果培育计划项目1项。先后入选2017年第八批“江苏特聘教授”，以及2018年江苏省第十五批“六大人才高峰”高层次人才。2020年起担任SCI期刊“E-POLYMERS”副主编，国产SCI期刊“Chinese Chemical Letters”青年编委。迄今为止，在Advanced Materials，Angewandte Chemie等发表论文论著100余篇，他引3000余次，H因子35。